Химизм фиксации атмосферного азота.

Химизм фиксации атмосферного азота.

Конечным продуктом фиксации азота является аммиак. В процессе восстановления азота до аммиака участвует мультиферментный комплекс — нитрогеназа.

Источником протонов и электронов для восстановления азота служит дыхательная электрон-транспортная цепь. Это показывает на связь усвоения азота атмосферы с процессами дыхания, также фотосинтеза (источника углеводов). Для восстановления N2 до NH3 требуется 6 электронов, согласно Химизм фиксации атмосферного азота. уравнению:

N2 + 6е + 2Н+ -> 2NH3

Процесс просит АТФ как источника энергии: по расчетам для восстановления одной молекулы N2 требуется более 12 молекул АТФ. Реальные энергозатраты существенно выше и составляют 25—35 молекул АТФ. Нитрогеназа — фермент с низкой субстратной спецификой, так как восстанавливает и другие соединения с тройной связью: цианиды, ацетилен, азиды и Химизм фиксации атмосферного азота. др. Особенность нитрогеназы заключается и в том, что для работы фермента требуются анаэробные условия. Совместно с тем в клеточках высшего растения кислород нужен для поддержания дыхания. Роль леггемоглобина заключается в связывании 02 в организме микробов и разработке критерий для работы нитрогеназы.

Для образования леггемоглобина нужны Fe, Сu и Со. Для Химизм фиксации атмосферного азота. обычного протекания процесса азотофиксации нужны Мо и Fe, так как они входят в состав фермента нитрогеназы. Молибден делает структурную функцию, поддерживая конформацию нитрогеназы, каталитическую, участвуя в связывании азота и переносе электронов, также индуцирует синтез нитрогеназы. Кобальт нужен в связи с тем, что он заходит в состав витамина В12, который вовлекается Химизм фиксации атмосферного азота. в процесс биосинтеза леггемоглобина. В надземные органы растения-хозяина азотистые вещества передвигаются приемущественно в виде амидов (аспарагина, глутамина).

Открытие азотфиксаторов привело к созданию бактериальных удобрений (нитрагин, ризотрофин, азотобактер и др.). Эти удобрения содержат естественные почвенные организмы и позволяют прирастить скопление биомассы высшими растениями. Перспективность таковой технологии в том Химизм фиксации атмосферного азота., что она позволяет отчасти поменять минеральные удобрения, и таким макаром понизить уровень загрязнения, вызванный их насыщенным внедрением.

Движения растений. Тропизмы и настии Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке собственных органов в пространстве. Реагируя на наружные воздействия, растения меняют ориентировку органов. Различают движения отдельных органов растения, связанные с ростом Химизм фиксации атмосферного азота. - ростовые и с переменами в тургорном напряжении отдельных клеток и тканей - тургорные. Ростовые движения, в свою очередь, бывают 2-ух типов: тропические движения, либо тропизмы,— движения, вызванные однобоким воздействием какого-нибудь фактора наружной среды (света, силы земного притяжения и др.); настические движения, либо настии,— движения, вызванные общим диффузным конфигурацией какого Химизм фиксации атмосферного азота.-нибудь фактора (света, температуры и др.). Зависимо от фактора, вызывающего тропические движения, различают геотропизм, фототропизм, хемотропизм, тигмотропизм, гидротропизм. Геотропизм - движения, вызванные однобоким воздействием силы тяжести. Если положить проросток горизонтально, то через определенный просвет времени корень изгибается вниз, а ствол - ввысь. Еще сначала ХIХ в. был придуман прибор клиностат. В этом Химизм фиксации атмосферного азота. приборе проросток в горизонтальном положении привязывается к вращающейся оси. Благодаря этому сила притяжения действует попеременно на нижнюю и верхнюю стороны проростка. В данном случае рост проростка идет строго горизонтально и никаких извивов не наблюдается. Эти опыты обосновали, что извивы стебля и корня связаны с однобоким действием силы земного притяжения. Извив корня Химизм фиксации атмосферного азота. вниз (по направлению деяния силы притяжения) именуют положительным геотропизмом. Геотропическая реакция — «пороговое» явление, т. е. геотропический извив происходит только при достижении раздражителем какого-то определенного уровня. Количество раздражителя равно силе гравитации, умноженной на время. Для того чтоб произошел извив, проросток должен быть выдержан в горизонтальном положении Химизм фиксации атмосферного азота. определенное время (время презентации). Если проростки выдержать это время в горизонтальном положении, а потом поместить вертикально, то все равно извив произойдет. При строго горизонтальном положении проростка время презентации меньшее. Чем поближе положение проростка к вертикальному, тем больше время презентации. Это понятно, потому что сила земного притяжения большая при горизонтальном положении Химизм фиксации атмосферного азота.. Время презентации составляет приблизительно 3-5 мин. Время, нужное для проявления извива, 45-60 мин. Фототропизм - движения, вызванные неравномерным освещением различных сторон органа. Если свет падает с одной стороны, ствол изгибается по направлению к свету - положительный фототропизм. Корешки обычно изгибаются в направлении от света - отрицательный фототропизм. Ориентировку пластинок листьев перпендикулярно к падающему свету (при Химизм фиксации атмосферного азота. большой интенсивности света) именуют диафототропизмом. Хемотропизм - это извивы, связанные с однобоким воздействием хим веществ. Хемотропические извивы свойственны для пыльцевых трубок и для корней растений. Если пыльцу положить на предметное стекло в среду, содержащую сахарозу, и сразу поместить туда кусок завязи, все пыльцевые трубки в процессе роста изогнутся по направлению к Химизм фиксации атмосферного азота. завязи. Корешки растений изгибаются по направлению к питательным субстанциям. Гидротропизм - это извивы, происходящие при неравномерном рассредотачивании воды. Для корневых систем характерен положительный гидротропизм. Аэротропизм - ориентировка в пространстве, связанная с неравномерным рассредотачиванием кислорода. Аэротропизм свойствен в главном корневым системам. Тигмотропизм — реакция растений на однобокое механическое воздействие. Тигмотропизм свойствен лазающим и Химизм фиксации атмосферного азота. вьющимся растениям. Настические движения бывают 2-ух типов: эпинастии - извив вниз и гипонастии - извив ввысь. Зависимо от фактора, вызывающего те либо другие настические движения, различают термонастии, фотонастии, никтинастии и др. Термонастии - движения, вызванные сменой температуры. Ряд растений (цветки, крокусы) открывают и закрывают цветки зависимо от температуры. При повышении температуры Химизм фиксации атмосферного азота. цветки раскрываются (эпинастические движения), при понижении температуры запираются (гипонастические движения). Фотонастии - движения, вызванные сменой света и мглы. Цветки одних растений (соцветия одуванчика) запираются при пришествии мглы и открываются на свету. Цветки других растений (табака) открываются с пришествием мглы. Никтинастии («никти» - ночь) - движения растений и листьев растений, связанные с Химизм фиксации атмосферного азота. комбинированным конфигурацией, как света, так и температуры. Такое комбинированное воздействие наступает при смене денька ночкой. Примером являются движения листьев у неких бобовых, также у кислицы. К ростовым движениям относятся и радиальные движения концов юных побегов и кончиков корней относительно оси. Такие движения именуют радиальные нутации. Примерами являются движения стеблей Химизм фиксации атмосферного азота. вьющихся растений (хмель), усиков лазящих растений. Это нужно для поиска опоры при движении к свету стеблей. Тургорные движения. Не все настические движения относятся к ростовым. Некие связаны с конфигурацией тургора. К ним относятся никтинастические движения листьев. Так, для листьев многих растений свойственны ритмические движения - у трилистника наблюдается поднятие и складывание листочков Химизм фиксации атмосферного азота. сложного листа ночкой. Сейсмонастии - движения, вызванные толчком либо прикосновением, к примеру движение листьев у венериной мухоловки либо у конфузливой мимозы. В итоге прикосновения листья мимозы опускаются, а листочки складываются. Реакция происходит очень стремительно, спустя всего 0,1 с. При всем этом раздражение распространяется со скоростью 40-50 см/с. Такие движения Химизм фиксации атмосферного азота. листьев мимозы могут происходить и под воздействием местных термических, электронных либо хим воздействий. Автонастии - самопроизвольные ритмические движения листьев, не связанные с какими-либо переменами наружных критерий.

Физиология ростовых движений Движения свойственны только для юных органов, не потерявших еще возможности к росту. В 1928 г. Н.Г. Прохладный и Ф. Вент Химизм фиксации атмосферного азота. выдвинули гормональную теорию тропизмов. Согласно теории, при обычном освещении и вертикальном положении проростка ток гормона (ауксина), вырабатываемого в вершине органа, распределяется умеренно. Следствием этого является равномерный рост. В случае однобокого освещения стебля ауксин концентрируется на затененной стороне и она вырастает резвее, ствол изгибается в сторону света. Для проявления реакции Химизм фиксации атмосферного азота. на неравномерное освещение должен существовать некий фоторецептор, он еще не установлен совсем. Но исследование диапазона деяния показало, что более действенным для проявления фототропизма является голубий свет. Считают, что фоторецептором в данном случае является флавопротеин - фосфорилированная протеинкиназа, которая стимулируется голубым светом. Однобокое восприятие света фоторецептором вызывает электронную поляризацию тканей, градиент фосфорилирования Химизм фиксации атмосферного азота. и, как следствие, отклонение тока ауксинов и увеличение их концентрации на затененной стороне. Принципиальным объектом исследования геотропизма являются мутанты, которые не реагируют на земное притяжение - агравитропы. Исследования мутантов подтверждают догадку Прохладного - Вента о том, что ауксин является нужным условием гравитропизма. В отличие от фототропизма при геотропизме все части Химизм фиксации атмосферного азота. растения идиентично воспринимают силу тяжести. Совместно с тем возникают данные, что в осуществлении геотропических движений огромную роль играют ингибиторы роста, сначала абсцизовая кислота. В опытах с корнями кукурузы было показано, что источником ингибиторов роста является корневой чехлик. Под воздействием гравитации ингибиторы роста, образовавшиеся в корневом чехлике, скапливаются на нижней стороне Химизм фиксации атмосферного азота. горизонтально размещенного корня, и, как следствие, рост нижней стороны тормозится, корень изгибается вниз. Корневой чехлик принимает раздражение и отвечает за образование и рассредотачивание гормональных веществ. Есть догадки, объясняющие первичный механизм восприятия геотропического раздражения. Под воздействием однобокого деяния силы тяжести в клеточках апикальной зоны происходит перемещение томных частиц - статолитов (крахмальные Химизм фиксации атмосферного азота. зерна из амилопластов). Под воздействием однобокого воздействия земного притяжения статолиты накапливаются на одной стороне органа. Любопытно, что в итоге голодания крахмальные зерна исчезают, и геотропическая чувствительность не проявляется.

Открытие цитокининовсвязано с необъятными исследовательскими работами по выращиванию каллуса, образовавшегося из изолированной ткани сердцевины стебля табака на питательной среде Химизм фиксации атмосферного азота.. Было показано, что клеточки каллуса в стерильной культуре через определенный просвет времени прекращают деление. Но при добавлении к питательной среде производных ДНК, получающихся после ее автоклавирования, деление клеток возобновляется. В 1955 г. было выделено активное начало, вызывающее деление клеток, — 6-фурфурила-минопурин, нареченное кинетином. 6-фурфуриламинопурин в растениях не встречается. Но в растениях были найдены Химизм фиксации атмосферного азота. близкие хим соединения, регулирующие процесс деления клеток,— цитокинины. Один из цитокининов, выделенный из кукурузы, был назван зеатином. Все известные цитокинины — это производные пуриновых азотистых оснований, а конкретно аденина, в каком аминогруппа в шестом положении замещена разными радикалами.

Соединения цитокининового типа обнаруживаются в растениях не только лишь Химизм фиксации атмосферного азота. в свободном состоянии, да и в составе неких тРНК. Богаты цитокининами клеточки апикальных побегов и меристем корня. Цитокинины образуются приемущественно в корнях и пассивно в виде зеатинрибозида передвигаются в надземные органы по ксилеме. Совместно с тем имеются данные об образовании цитокининов в семенах (зрелые эмбрионы) и развивающихся плодах. Нанесенные Химизм фиксации атмосферного азота. на лист синтетические цитокинины передвигаются плохо. Длительное время вопрос о синтезе цитокининов в растении оставался не ясным. Даже высказывались догадки, что цитокинины в растениях являются продуктом жизнедеятельности микробов, которые живут на растениях (бактерии ризосферы). Открытия последних лет позволили установить, что цитокинины синтезируются в растениях. При помощи генной инженерии в 2001 г. из Химизм фиксации атмосферного азота. Arabidopsis thaliana был выделен ген, кодирующий главный фермент синтеза цитокининов — изопентенилтрансферазу и назван ipt-геном. Она катализирует синтез зеатина и рибозидзеатина из изопентенилпирофосфата. Фермент является нестабильным, что затрудняет его исследование. Потому исследования ведутся методом трансформации растений ipt-геном с внедрением Т-ДНК Ti-плазмид. Изопентениловый остаток может создаваться из мевалоновой Химизм фиксации атмосферного азота. кислоты. Есть предположение, что цитокинины могут также создаваться при расщеплении тРНК. Содержание цитокининов определяется скоростью их синтеза и разложения. Распад цитокининов регулируется ферментом цитокининоксидазой. Имеются сведения, что улучшение питания растений азотом увеличивает образование цитокининов.


himicheskie-i-fiziko-himicheskie-izmeneniya-v-produktah-pri-kopchenii.html
himicheskie-metodi-analiza.html
himicheskie-nauki-i-nauki-o-materialah-lnosti-rossijskoj-akademii-nauk-v-2002-godu-osnovnie-rezultati-v-oblasti.html